JP2007070689A - Nanocarbon/aluminum composite material, method for producing the same, and plating liquid used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法及びこれに用いるめっき液に係り、更に詳細には、送電線、リード線等の導電体、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ等の熱交換器、又は自動車用部品において好適に使用し得る高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法及びこれに用いるめっき液に関する。 The present invention relates to a nanocarbon / aluminum composite material, a method for producing the same, and a plating solution used therefor, and more specifically, a conductor such as a power transmission line and a lead wire, a heat exchanger such as a radiator, a capacitor, and an evaporator, or The present invention relates to a nanocarbon / aluminum composite material having both high strength and electrical conductivity that can be suitably used in automotive parts, a method for producing the same, and a plating solution used therefor.
一般に、送電線、リード線等を構成するアルミニウム合金などの導電材料や、熱交換器に使用される材料は、高い電気伝導率や高い熱伝導率が要求されている。
また、最近、地球環境保護などの観点から、送電線、リード線、熱交換器又は自動車用部品などは、軽量化及び小型化が要求される方向にあり、送電線やリード線の微細化、熱交換器又は自動車用部品に使用される材料の薄肉化が推進される一方で、高強度であることも強く要求されている。
In general, high electrical conductivity and high thermal conductivity are required for conductive materials such as aluminum alloys constituting power transmission lines, lead wires, and the like, and materials used for heat exchangers.
Recently, from the viewpoint of protecting the global environment, power transmission lines, lead wires, heat exchangers, or automotive parts are in a direction that requires weight reduction and miniaturization. While the thinning of materials used for heat exchangers or automotive parts is promoted, high strength is also strongly required.
これまでのところ、軽量且つ高強度であることを特徴とする複合材料として、炭素繊維強化アルミニウム合金が最も多く検討されている（特許文献１及び２参照。）。 So far, carbon fiber reinforced aluminum alloys have been most frequently studied as a composite material characterized by light weight and high strength (see Patent Documents 1 and 2).
更に、近年、炭素繊維としてカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と略記する。）が注目されている。ＣＮＴは強靱性、導電性、熱伝導性等の優れた諸特性から様々な分野での応用が研究されており、より一層の機能性向上が期待されている。
これまでにＣＮＴ複合材料として、銅、ニッケル、アルミニウム等の様々な金属がマトリックスとして用いられてきた（特許文献３及び４参照。）。
特に、ＣＮＴ／アルミニウム複合材料は、強度の向上及び高い熱伝導性が報告されている（非特許文献１参照。）。
Further, in recent years, carbon nanotubes (hereinafter abbreviated as “CNT”) are attracting attention as carbon fibers. CNT has been studied for application in various fields because of its excellent properties such as toughness, conductivity, and thermal conductivity, and further improvement in functionality is expected.
Until now, various metals, such as copper, nickel, and aluminum, have been used as a matrix as a CNT composite material (see Patent Documents 3 and 4).
In particular, CNT / aluminum composite materials have been reported to have improved strength and high thermal conductivity (see Non-Patent Document 1).
一方、アルミニウムの製造方法としては、三層式電解法、分別結晶法、電析法といったものが知られている。
その中でも、電析法は単一工程で作製できることが魅力的である。しかし、アルミニウムは卑な標準電極電位（−１．６８Ｖｖｓ．ＳＨＥ）を有するため、水系からの電析は水素発生の競争反応によって不可能である。
また、有機溶媒系からのアルミニウムの電析も行われているが、引火の危険を有するため工業的に実用化は難しい。
Among them, it is attractive that the electrodeposition method can be produced in a single step. However, since aluminum has a base standard electrode potential (−1.68 V vs. SHE), electrodeposition from an aqueous system is impossible due to a competitive reaction of hydrogen generation.
Also, aluminum is electrodeposited from organic solvent systems, but it is difficult to put it to practical use industrially because of the danger of ignition.
しかしながら、上記特許文献１〜４及び非特許文献１に記載されたナノカーボン／アルミニウム複合材料の製造方法は、例えばアルミニウムのケースにアルミニウム粉末とＣＮＴを入れ、５．３×１０−１Ｐａ減圧下、６００℃、１．５ｈで加熱した後、１００ＭＰａで６０ｍｉｎ加圧し、５００℃、１０ＭＰａ／ｍｉｎで押し出すという、複雑な多段階工程であった。
この製造方法は、溶融金属中にナノカーボンを添加し、撹拌、混合することになるが、金属とナノカーボンとでは比重が大きく異なることから、ナノカーボンを均一に溶融金属中に分散させることは極めて困難であるという問題点があった。
However, in the method for producing a nanocarbon / aluminum composite material described in Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 1, for example, aluminum powder and CNT are put in an aluminum case, and the pressure is reduced to 5.3 × 10 −1 Pa. , Heating at 600 ° C. for 1.5 h, pressurizing at 100 MPa for 60 min, and extruding at 500 ° C. at 10 MPa / min.
In this manufacturing method, nanocarbon is added to the molten metal, stirred, and mixed. However, since the specific gravity differs greatly between the metal and nanocarbon, it is not possible to uniformly disperse the nanocarbon in the molten metal. There was a problem that it was extremely difficult.
また、炭素繊維／アルミニウム系複合材料は、非酸化性雰囲気下では５００℃以下であれば、加熱保持を行っても強度低下は認められない。しかし、保持温度が５５０℃以上の場合には、炭素繊維とマトリックスとの界面反応により、アルミニウム炭化物（Ａｌ４Ｃ３）が形成され、炭素繊維の断面積が減少すると共に、この炭化物の根本でのノッチ効果により強度が低下するという問題点があった。
更に、大気中での加熱は、酸化による炭素繊維の劣化が重大な問題となることがこれまでの研究によって明らかにされている。
Further, when the carbon fiber / aluminum composite material is 500 ° C. or less in a non-oxidizing atmosphere, no strength reduction is observed even if it is heated and held. However, when the holding temperature is 550 ° C. or higher, aluminum carbide (Al 4 C 3 ) is formed due to the interfacial reaction between the carbon fiber and the matrix, and the cross-sectional area of the carbon fiber is reduced. There was a problem that the strength was lowered by the notch effect.
Furthermore, it has been clarified by previous studies that heating in the atmosphere is a serious problem of deterioration of carbon fibers due to oxidation.
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送電線、リード線等の導電体、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ等の熱交換器、又は自動車用部品において好適に使用し得る高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法及びこれに用いるめっき液を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object thereof is a conductor such as a power transmission line and a lead wire, a heat exchanger such as a radiator, a condenser, and an evaporator, or An object of the present invention is to provide a nanocarbon / aluminum composite material having both high strength and electrical conductivity that can be suitably used in automotive parts, a method for producing the same, and a plating solution used therefor.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、常温型溶融塩（常温溶融塩、室温溶融塩又はイオン液体とも呼ばれる。）は、以下の（１）〜（３）に列挙する利点を有し、各種合金の電析浴や、電池用電解液として非常に有望であるという技術知見を得た。
（１）アルミニウムのような卑な標準電極電位を有する金属や合金のめっきを容易に行うことができる。
（２）常温での使用が可能であるため扱いが容易である。
（３）不揮発性・不燃性であるため引火の危険性がない。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that room temperature molten salts (also called room temperature molten salts, room temperature molten salts, or ionic liquids) are the following (1) to (3). We have the technical knowledge that it has the advantages listed and is very promising as an electrodeposition bath for various alloys and electrolytes for batteries.
(1) It is possible to easily perform plating of a metal or alloy having a low standard electrode potential such as aluminum.
(2) Easy to handle because it can be used at room temperature.
(3) There is no danger of ignition because it is non-volatile and non-flammable.
そして、かかる技術知見に基づき、更に研究を進めたところ、所定のめっき液を作製し、これを用いることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 Based on this technical knowledge, further research has been conducted. As a result, it has been found that the above object can be achieved by producing a predetermined plating solution and using it, and the present invention has been completed.
即ち、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液は、アルミニウムハロゲン化物、ナノカーボン、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／又はモノアルキルピリジニウムハロゲン化物を含有し、該アルミニウムハロゲン化物と、該１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／又は該モノアルキルピリジニウムハロゲン化物とをモル比で２０：８０〜８０：２０の割合で含有し、該１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物は、炭素数１〜１２のアルキル基を有し、該モノアルキルピリジニウムハロゲン化物は、炭素数１〜１２のアルキル基を有することを特徴とする。 That is, the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention contains an aluminum halide, nanocarbon, 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkylpyridinium halide, The 1,3-dialkylimidazolium halide and / or the monoalkylpyridinium halide in a molar ratio of 20:80 to 80:20, and the 1,3-dialkylimidazolium halide includes: It has a C1-C12 alkyl group, This monoalkyl pyridinium halide is characterized by having a C1-C12 alkyl group.
また、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の第１の製造方法は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を製造するに当たり、アルミニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物と１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／若しくはモノアルキルピリジニウムハロゲン化物とを混合し、溶融するか又は１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／若しくはモノアルキルピリジニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物とアルミニウムハロゲン化物とを混合し、溶融することを特徴とする。 The first manufacturing method of the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention includes the step of producing an aluminum halide and nanocarbon in producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention. And then mixing the resulting mixture with 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkylpyridinium halide and melting or 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkyl It is characterized in that pyridinium halide and nanocarbon are mixed, and then the obtained mixture and aluminum halide are mixed and melted.
更に、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の第２の製造方法は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を製造するに当たり、アルミニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合するか又は１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／若しくはモノアルキルピリジニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物と、アルミニウムハロゲン化物並びに１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／又はモノアルキルピリジニウムハロゲン化物を含有する溶融塩とを混合することを特徴とする。 Furthermore, the second manufacturing method of the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material according to the present invention provides an aluminum halide and nanocarbon for producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material according to the present invention. Mixing or mixing 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkylpyridinium halide and nanocarbon, then the resulting mixture, aluminum halide and 1,3-dialkylimidazolium halide And / or a molten salt containing a monoalkylpyridinium halide is mixed.
また、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を用いた製造方法であって、乾燥無酸素雰囲気中、直流及び／又はパルス電流により、浴温０〜３００℃、電流密度０．０１〜５０Ａ／ｄｍ２の電解条件で基材表面にめっきすることを特徴とする。 The method for producing a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention is a production method using the above-described plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention, and comprises direct current and / or pulse in a dry oxygen-free atmosphere. It is characterized in that the surface of the substrate is plated under an electrolysis condition of a bath temperature of 0 to 300 ° C. and a current density of 0.01 to 50 A / dm 2 by an electric current.
更に、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法によって作製されたことを特徴とする。 Furthermore, the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention is produced by the method for producing a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention.
本発明によれば、所定のめっき液を作製し、これを用いることなどとしたため、送電線、リード線等の導電体、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ等の熱交換器、又は自動車用部品において好適に使用し得る高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since a predetermined plating solution is prepared and used, it is suitable for a conductor such as a power transmission line and a lead wire, a heat exchanger such as a radiator, a capacitor, and an evaporator, or an automobile part. A nanocarbon / aluminum composite material having both high strength and electrical conductivity that can be used, and a method for producing the same can be provided.
以下、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液について詳細に説明するが、本明細書及び特許請求の範囲において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。 Hereinafter, the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention will be described in detail. In the present specification and claims, “%” represents a mass percentage unless otherwise specified.
上述の如く、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液は、アルミニウムハロゲン化物と、ナノカーボンと、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方又は双方とを含有し、該アルミニウムハロゲン化物と、該１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び該モノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方又は双方とをモル比で２０：８０〜８０：２０の割合で含有するものである。
そして、かかる１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物は、炭素数１〜１２のアルキル基を有し、かかるモノアルキルピリジニウムハロゲン化物は、炭素数１〜１２のアルキル基を有する。
As described above, the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite of the present invention comprises an aluminum halide, nanocarbon, one or both of 1,3-dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide. The aluminum halide, and one or both of the 1,3-dialkylimidazolium halide and the monoalkylpyridinium halide in a molar ratio of 20:80 to 80:20 Is.
The 1,3-dialkylimidazolium halide has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the monoalkylpyridinium halide has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
本発明においては、上記のように、アルミニウムハロゲン化物と、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方又は双方とを、モル比で２０：８０〜８０：２０の割合で含有することを要する。
かかる割合を満たさない場合には、常温で溶融せず、めっき液にならないか、仮に温度を上げて溶融させても、めっき液の粘性が高く、めっき液に不向きであり、高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材を形成し得るめっき液とならない。
なお、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物は、上記の割合を満たす範囲で、それぞれ単独で又は混合して用いることができる。
In the present invention, as described above, the aluminum halide and one or both of 1,3-dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide are in a molar ratio of 20:80 to 80:20. It needs to be contained in a proportion.
If this ratio is not met, it will not melt at room temperature and will not become a plating solution, or even if it is melted by raising the temperature, the viscosity of the plating solution is high, unsuitable for the plating solution, high strength and electrical conductivity It does not become a plating solution capable of forming a nanocarbon / aluminum composite material having both rates.
The 1,3-dialkylimidazolium halide and the monoalkylpyridinium halide can be used alone or in combination within a range that satisfies the above ratio.
また、本発明においては、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物が炭素数１〜１２のアルキル基を有し、モノアルキルピリジニウムハロゲン化物が炭素数１〜１２のアルキル基を有することを要する。
かかる炭素数のアルキル基を有さない場合には、常温で溶融せず、めっき液にならないか、仮に温度を上げて溶融させても、めっき液の粘性が高く、めっき液に不向きであり、高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材を形成し得るめっき液とならない。
In the present invention, it is required that the 1,3-dialkylimidazolium halide has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the monoalkylpyridinium halide has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
If it does not have such an alkyl group of carbon number, it does not melt at room temperature, does not become a plating solution, or even if the temperature is increased and melted, the viscosity of the plating solution is high and unsuitable for the plating solution, It does not become a plating solution that can form a nanocarbon / aluminum composite material having both high strength and electrical conductivity.
このような構成とすることにより、高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材を形成し得るめっき液となる。 By setting it as such a structure, it becomes a plating solution which can form the nanocarbon / aluminum composite material which has both high intensity | strength and electrical conductivity.
また、本発明においては、アルミニウムハロゲン化物と１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物の一方又は双方との合計体積に対して、０．０１〜５０ｇ／Ｌの割合でナノカーボンを含有することが好ましく、０．０１〜２０ｇ／Ｌの割合でナノカーボンを含有することがより好ましい。
含有するナノカーボンの割合が０．０１ｇ／Ｌ未満の場合には、アルミニウムめっき膜に取り込まれるナノカーボン粒子の量が少なくなり、所望の特性を得にくくなるので、好ましくない。一方、含有するナノカーボンの割合が５０ｇ／Ｌを超えると、電解浴におけるナノカーボン粒子の濃度が高まり、ナノカーボン粒子が凝集して沈降してしまい、また、電解終了時に電解浴から電解物を引き上げる際に、分散しているナノカーボン粒子が余分に付着してしまい、好ましくない。
In the present invention, nanocarbon is used at a rate of 0.01 to 50 g / L with respect to the total volume of aluminum halide and one or both of 1,3-dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide. Is preferable, and it is more preferable to contain nanocarbon at a rate of 0.01 to 20 g / L.
When the proportion of the nanocarbon contained is less than 0.01 g / L, the amount of nanocarbon particles taken into the aluminum plating film is reduced, and it becomes difficult to obtain desired characteristics. On the other hand, when the proportion of the nanocarbon contained exceeds 50 g / L, the concentration of the nanocarbon particles in the electrolytic bath increases, the nanocarbon particles aggregate and settle, and the electrolyte is removed from the electrolytic bath at the end of electrolysis. When it is pulled up, the dispersed nanocarbon particles adhere excessively, which is not preferable.
ここで、各構成成分について、より詳細に説明する。
まず、用いるアルミニウムハロゲン化物について説明する。
アルミニウムハロゲン化物としては、上述のようなナノカーボン／アルミニウム複合材を形成し得るめっき液が得られれば特に限定されるものではないが、例えば、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）を使用することが好ましく、特に無水ＡｌＣｌ３を好適に使用することができる。
Here, each component will be described in more detail.
First, the aluminum halide used will be described.
The aluminum halide is not particularly limited as long as a plating solution capable of forming the nanocarbon / aluminum composite as described above is obtained. For example, aluminum chloride (AlCl 3 ) is preferably used. In particular, anhydrous AlCl 3 can be preferably used.
次に、用いる１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物について説明する。
１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物は、上述の如く、炭素数が１〜１２のアルキル基を少なくとも１つ有し、更に、上述のようなナノカーボン／アルミニウム複合材を形成し得るめっき液が得られれば特に限定されるものではないが、例えば炭素数が１〜５のアルキル基を１つ有することが好ましく、２つ有することがより好ましい。具体的には、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド（以下、「ＥＭＩＣ」と略記する。）を好適に使用することができる。
なお、２つのアルキル基は、同一でも異なってもよい。
Next, the 1,3-dialkylimidazolium halide used will be described.
As described above, the 1,3-dialkylimidazolium halide has at least one alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and further includes a plating solution that can form a nanocarbon / aluminum composite as described above. Although it will not specifically limit if obtained, For example, it is preferable to have one alkyl group with 1-5 carbon atoms, and it is more preferable to have two. Specifically, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (hereinafter abbreviated as “EMIC”) can be preferably used.
Two alkyl groups may be the same or different.
次に、用いるモノアルキルピリジニウムハロゲン化物について説明する。
モノアルキルピリジニウムハロゲン化物は、上述の如く、炭素数が１〜１２のアルキル基を有し、更に、上述のようなナノカーボン／アルミニウム複合材を形成し得るめっき液が得られれば特に限定されるものではないが、例えば炭素数が１〜５のアルキル基を１つ有することが好ましい。具体的には、１−ブチルピリジニウムクロリド（以下、「ＢＰＣ」と略記する。）を好適に使用することができる。
Next, the monoalkylpyridinium halide used will be described.
The monoalkylpyridinium halide has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms as described above, and is particularly limited as long as a plating solution capable of forming the nanocarbon / aluminum composite as described above is obtained. For example, it is preferable to have one alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Specifically, 1-butylpyridinium chloride (hereinafter abbreviated as “BPC”) can be preferably used.
また、得られるめっき液の物性、具体的には、めっき液の導電率や粘度、融点などについて考慮すると、融点が８４℃程度と低い、ＥＭＩＣを用いることが特に望ましい。 In consideration of the physical properties of the resulting plating solution, specifically the conductivity, viscosity, melting point, etc. of the plating solution, it is particularly desirable to use EMIC with a melting point as low as about 84 ° C.
次に、用いるナノカーボンについて説明する。
ナノカーボンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、フラーレン、カーボンブラック、アセチレンブラック又はケッチェンブラック、及びこれらの任意の混合物を用いることができる。
Next, the nanocarbon to be used will be described.
Although it does not specifically limit as nanocarbon, For example, a carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanohorn, fullerene, carbon black, acetylene black, or ketjen black, and these arbitrary mixtures can be used.
本発明においては、ナノカーボンの一種であるカーボンナノチューブとして、直径が１〜１００ｎｍであり、且つ長さが１〜１００μｍであり、且つアスペクト比が１０〜１００であるものを用いることが好適である。
直径１ｎｍ未満では凝集し易くなり沈降が起こり易いため、アルミニウムめっき膜中に取り込まれにくくなる。一方、直径１００ｎｍを超えても沈降が起こり易いため、アルミニウムめっき膜中に取り込まれにくくなる。また、長さ１μｍ未満でも直径１ｎｍ未満の場合と同様に凝集し易くなり沈降が起こり易いため、アルミニウムめっき膜中に取り込まれにくくなる。一方、長さ１００μｍを超えても直径１００ｎｍを超えた場合と同様に沈降が起こり易いため、アルミニウムめっき膜中に取り込まれにくくなる。
なお、用いるカーボンナノチューブは、単層又は多層のいずれであってもよく、それらを適宜混合して用いてもよい。
In the present invention, it is preferable to use a carbon nanotube which is a kind of nanocarbon, having a diameter of 1 to 100 nm, a length of 1 to 100 μm, and an aspect ratio of 10 to 100. .
If the diameter is less than 1 nm, the particles are easily aggregated and sedimentation is likely to occur, so that they are not easily taken into the aluminum plating film. On the other hand, even if the diameter exceeds 100 nm, precipitation is likely to occur, so that it is difficult to be taken into the aluminum plating film. Further, even when the length is less than 1 μm, the particles are easily aggregated and settled easily as in the case where the diameter is less than 1 nm, so that they are not easily taken into the aluminum plating film. On the other hand, even if the length exceeds 100 μm, precipitation is likely to occur as in the case where the diameter exceeds 100 nm, so that it is difficult to be taken into the aluminum plating film.
In addition, the carbon nanotube to be used may be either single-walled or multi-walled, and may be used by appropriately mixing them.
次に、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の製造方法について説明する。
上述の如く、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の第１の製造方法は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を製造するに当たり、アルミニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物と１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方若しくは双方とを混合し、溶融するか又は１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方若しくは双方とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物とアルミニウムハロゲン化物とを混合し、溶融して、所望のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を得る方法である。
Next, a method for producing a plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention will be described.
As described above, the first method for producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention provides a method for producing an aluminum halide and nanocarbon in producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention. And then mixing the resulting mixture with one or both of 1,3-dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide and melting or 1,3-dialkylimidazolium halogen One or both of the halide and monoalkylpyridinium halide and nanocarbon are mixed, then the resulting mixture and aluminum halide are mixed and melted to form the desired nanocarbon / aluminum composite. This is a method for obtaining a plating solution.
また、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の第２の製造方法は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を製造するに当たり、アルミニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合するか又は１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方若しくは双方とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物と、アルミニウムハロゲン化物並びに１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方若しくは双方を含有する溶融塩とを混合して、所望のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を得る方法である。 The second method for producing a plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention comprises the steps of producing an aluminum halide and nanocarbon when producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention. Or one or both of 1,3-dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide and nanocarbon, and then the resulting mixture, aluminum halide and 1,3-dialkyl This is a method of obtaining a desired plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material by mixing a molten salt containing one or both of an imidazolium halide and a monoalkylpyridinium halide.
なお、第１又は第２の製造方法において、用いる１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物は、それぞれ炭素数１〜１２のアルキル基を有し、それらは同一でも異なっていてもよい。
また、アルミニウムハロゲン化物やナノカーボンについても特に限定されるものではなく、上述したものを用いることができる。
In the first or second production method, the 1,3-dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide used each have an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and they are the same or different. Also good.
Moreover, it is not specifically limited about aluminum halide and nanocarbon, What was mentioned above can be used.
本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液は、アルミニウムハロゲン化物と、ナノカーボンと、所定の１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方又は双方とを所定の割合で含有すれば、上述の如き、本発明の第１又は第２の製造方法により作製されたものに限定されるものではないが、上述の如き、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を第１の製造方法により作製した場合には、あらかじめ塩にナノカーボン粒子を混合することで、ナノカーボン粒子が凝集しにくい状態であり、ナノカーボン粒子のめっき液への均一分散の観点から望ましく、一方、第２の製造方法により作製した場合には、アルミニウムハロゲン化物並びに１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及びモノアルキルピリジニウムハロゲン化物のいずれか一方若しくは双方を含有する混合物自体が溶融塩であり、混合物を直接溶融塩に投入することから、さらに均一分散が促進されるという観点から望ましい。 The plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to the present invention includes an aluminum halide, nanocarbon, and one or both of a predetermined 1,3-dialkylimidazolium halide and a monoalkylpyridinium halide. However, it is not limited to those produced by the first or second production method of the present invention as described above, but the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention is formed as described above. When the plating solution for plating is prepared by the first manufacturing method, the nanocarbon particles are not easily aggregated by previously mixing the nanocarbon particles with the salt, and the nanocarbon particles are uniformly dispersed in the plating solution. On the other hand, when produced by the second production method, aluminum halide and 1,3 are preferable. Desirable from the viewpoint that uniform dispersion is further promoted because the mixture itself containing either or both of dialkylimidazolium halide and monoalkylpyridinium halide is a molten salt, and the mixture is directly added to the molten salt. .
より具体的な例を挙げて説明すると、例えば、めっき液の製法としては、アルミニウムハロゲン化物の一例であるＡｌＣｌ３と、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物の一例であるＥＭＩＣとを所定のモル比で混合した常温型溶融塩をベースとし、ナノカーボンの一例であるＣＮＴを適宜添加すればよい。
そして、ＣＮＴを添加する際には、用いるＡｌＣｌ３やＥＭＩＣに予め分散させておくことがハンドリングが容易となるという観点から望ましい。
また、常温型溶融塩が完全に溶融していない場合には、加熱して完全に溶融することが望ましい。
更に、ＡｌＣｌ３−ＥＭＩＣ常温型溶融塩の不純物を除去するために、ＣＮＴを添加する前に、完全に溶融した常温型溶融塩にＡｌ線を１週間以上浸す方が望ましい。
更にまた、ＡｌＣｌ３−ＥＭＩＣ常温型溶融塩に、ＣＮＴを分散させる方法としては、特に限定されるものではないが、例えば超音波照射や攪拌などを挙げることができる。
More specifically, for example, as a method for producing a plating solution, AlCl 3 that is an example of an aluminum halide and EMIC that is an example of a 1,3-dialkylimidazolium halide are formed in a predetermined molar amount. A CNT, which is an example of nanocarbon, may be added as appropriate based on a room temperature molten salt mixed in a ratio.
Then, when the addition of CNT is desirable from the viewpoint of keeping by predispersed in AlCl 3 and EMIC used, it becomes easy handling.
Moreover, when the room temperature type molten salt is not completely melted, it is desirable to heat it and melt it completely.
Furthermore, in order to remove impurities in the AlCl 3 -EMIC room temperature molten salt, it is desirable to immerse the Al wire in a completely molten room temperature molten salt for one week or more before adding CNTs.
Furthermore, the method for dispersing CNTs in the AlCl 3 -EMIC room temperature molten salt is not particularly limited, and examples thereof include ultrasonic irradiation and stirring.
次に、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法について説明する。
上述の如く、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液を用いた製造方法であって、乾燥無酸素雰囲気中で、直流及びパルス電流のいずれか一方又は双方を適宜組合わせることにより、浴温０〜３００℃、電流密度０．０１〜５０Ａ／ｄｍ２の電解条件で基材表面にめっきして、所望のナノカーボン／アルミニウム複合材を得る方法である。
Next, a method for producing the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention will be described.
As described above, the method for producing the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention is a production method using the plating solution for forming the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention. By appropriately combining one or both of the pulse currents, the substrate surface is plated under electrolysis conditions of a bath temperature of 0 to 300 ° C. and a current density of 0.01 to 50 A / dm 2 , and the desired nanocarbon / aluminum This is a method of obtaining a composite material.
浴温が０℃より低い場合には、めっき液が凝固してしまうことから、また、浴温が３００℃より高い場合には、めっき液自体が熱分解してしまうことから、いずれの場合も電解が困難となる。
また、電流密度が０．０１Ａ／ｄｍ２より低い場合には、電解時間が長くなるので実用的ではなく、電流密度が５０Ａ／ｄｍ２より高い場合には、めっき液が分解電圧に到達し、めっきすること自体が困難になる。
なお、本発明において、「乾燥無酸素雰囲気」とは、水分量が２ｐｐｍ以下、酸素量が１ｐｐｍ以下である雰囲気を意味し、通常は、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）雰囲気中で行なえばよい。
In any case, since the plating solution is solidified when the bath temperature is lower than 0 ° C., and when the bath temperature is higher than 300 ° C., the plating solution itself is thermally decomposed. Electrolysis becomes difficult.
Moreover, when the current density is lower than 0.01 A / dm 2 , the electrolysis time becomes longer, which is not practical. When the current density is higher than 50 A / dm 2 , the plating solution reaches the decomposition voltage, Plating itself becomes difficult.
In the present invention, the “dry oxygen-free atmosphere” means an atmosphere having a moisture content of 2 ppm or less and an oxygen content of 1 ppm or less, and can usually be performed in an argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) atmosphere. That's fine.
このような方法とすることにより、基材表面に高い強度及び電気伝導率を併有するナノカーボン／アルミニウム複合材（めっき膜）を形成することができる。
また、電気めっきという手段を用いるので、簡単な単一工程でナノカーボン／アルミニウム複合材のめっき膜を得ることができ、しかも任意の形状に対して加工が可能となる。
By adopting such a method, a nanocarbon / aluminum composite material (plating film) having both high strength and electrical conductivity can be formed on the surface of the substrate.
In addition, since a means of electroplating is used, a nanocarbon / aluminum composite plating film can be obtained by a simple single process, and processing can be performed for any shape.
より具体的な例を挙げて説明すると、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法においては、特に限定されるものではないが、例えば従来公知の２電極式セルを用いることができる。
電解方法としては、例えばＡｌＣｌ３−ＥＭＩＣ常温型溶融塩にＣＮＴを分散させて得られためっき液に、カソード及びアノードを浸漬した状態で、両電極に接続した直流電源によって、両電極に定電流及びパルス電流のいずれか一方又は双方を組合わせることにより電圧を印加する方法を挙げることができる。
印加する電圧は、所定間隔ごとにその大きさを変化させてもよい。
また、電解時間は、継続的に０．１〜６００秒間程度印加すればよい。
更に、必要に応じて、周期的に０．１〜１秒程度の間隔で、印加と停止を繰り返してもよい。
The method for producing the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention is not particularly limited. For example, a conventionally known two-electrode cell can be used.
As an electrolysis method, for example, a constant current is applied to both electrodes by a DC power source connected to both electrodes in a state where the cathode and the anode are immersed in a plating solution obtained by dispersing CNTs in an AlCl 3 -EMIC room temperature molten salt. And a method of applying a voltage by combining one or both of the pulse current and the both.
The magnitude of the applied voltage may be changed at predetermined intervals.
The electrolysis time may be continuously applied for about 0.1 to 600 seconds.
Furthermore, application and stop may be repeated periodically at intervals of about 0.1 to 1 second as necessary.
また、ナノカーボン／アルミニウム複合材のめっき量は、ナノカーボンの分散量や電流密度、電解時間などを適宜調整することにより、制御することができる。
例えば、ナノカーボン／アルミニウム複合材のめっき量を多くするためには、ナノカーボンの分散量を多くする、電解電圧を高めにして電流密度を高くする、又は電解時間を長くする、及びこれらを適宜組合わせて電解すればよい。
なお、連続生産する際には、ナノカーボンとＡｌＣｌ３−ＥＭＩＣ常温型溶融塩とを順次補給してナノカーボンの分散量の低下を補うことが望ましい。
The amount of plating of the nanocarbon / aluminum composite material can be controlled by appropriately adjusting the amount of nanocarbon dispersed, the current density, the electrolysis time, and the like.
For example, in order to increase the plating amount of the nanocarbon / aluminum composite material, increase the dispersion amount of the nanocarbon, increase the electrolysis voltage, increase the current density, or increase the electrolysis time. What is necessary is just to electrolyze combining.
In the case of continuous production, it is desirable to supplement nanocarbon and AlCl 3 -EMIC room temperature molten salt in order to compensate for a decrease in nanocarbon dispersion.
更に、用いる陰極（カソード若しくは負極）としては、めっき液に対して、化学的、電気化学的に安定性のある導体であれば、その材質や形状については特に限定されず、種々のものを用いることができる。
カソードの材料としては、例えば銅や真鍮、ニッケル、ステンレス、タングステン、モリブデンなどを挙げることができ、電気化学的な安定性や延伸性、経済性などを考慮すると、銅又は真鍮が好ましいが、これに限定されるものではない。
そして、カソードの形状としては、その表面状態や厚さ、大きさについて特に限定されるものではなく、例えば、箔状や板状、ワイヤーをスパイラル状にしたもの、発泡状、不織布状、メッシュ状、フェルト状、エキスパンデッド状のような多孔質金属基体などを挙げることができ、その中でも、箔状や板状のものが好適である。
なお、上述のような方法で電解を行なうと、基材となるカソードの表面にめっき膜が被覆形成される。
Furthermore, as the cathode (cathode or negative electrode) to be used, as long as it is a conductor that is chemically and electrochemically stable with respect to the plating solution, its material and shape are not particularly limited, and various types are used. be able to.
Examples of the cathode material include copper, brass, nickel, stainless steel, tungsten, and molybdenum. In consideration of electrochemical stability, stretchability, and economy, copper or brass is preferable. It is not limited to.
The shape of the cathode is not particularly limited with respect to the surface state, thickness, and size. For example, a foil shape, a plate shape, a wire spiral shape, a foam shape, a nonwoven fabric shape, a mesh shape. Examples thereof include a porous metal substrate such as a felt shape and an expanded shape. Among these, a foil shape and a plate shape are preferable.
When electrolysis is performed by the method as described above, a plating film is formed on the surface of the cathode serving as the base material.
更にまた、用いる陽極（アノード若しくは正極）としては、公知の導電性基板を特に限定されることなく使用することができ、その材質については、例えば化学的、電気化学的に安定な白金やグラファイト、又は溶解してもめっき液が汚染されることのないアルミニウムを好適に用いることができる。
正極の形状は、板状でもスパイラル状であってもよく、特に限定されるものではない。
Furthermore, as an anode (anode or positive electrode) to be used, a known conductive substrate can be used without any particular limitation, and the material thereof is, for example, chemically or electrochemically stable platinum or graphite, Alternatively, aluminum that does not contaminate the plating solution even when dissolved can be preferably used.
The shape of the positive electrode may be a plate shape or a spiral shape, and is not particularly limited.
次に、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材について説明する。
上述の如く、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材は、上記本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法によって作製されるものである。
このような構成とすることにより、送電線やリード線、熱交換器、自動車部品などに用いた場合に、高い電気伝導率や高い熱伝導率を維持して、材料の薄肉化による軽量化や小型化を促進することができ、軽量で高強度な複合材料として望ましいものとなる。
Next, the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention will be described.
As described above, the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention is produced by the above-described method for producing a nanocarbon / aluminum composite material of the present invention.
By adopting such a configuration, when used in power transmission lines, lead wires, heat exchangers, automobile parts, etc., maintaining high electrical conductivity and high thermal conductivity, weight reduction by thinning the material and Miniaturization can be promoted, and it is desirable as a lightweight and high-strength composite material.
例えば、上述したような電解方法によって、カソードの表面にナノカーボン／アルミニウム複合材のめっき膜を形成することができる。
本発明においては、ナノカーボンの含有率が０．１〜５０％であることが好ましく、０．１〜２０％であることがより好ましい。
ナノカーボンの含有率が０．１％未満の場合には、ナノカーボンの特性が殆ど反映されないため、所望の特性を得ることができないため、好ましくない。また、ナノカーボンの含有率が５０％を超える場合には、アルミニウム量が少なくなるので、マトリックスであるアルミニウムによって結合されていたナノカーボン同士の結合力が弱まり、急激に強度が低下する可能性がある。
For example, a plating film of a nanocarbon / aluminum composite material can be formed on the surface of the cathode by an electrolysis method as described above.
In the present invention, the nanocarbon content is preferably 0.1 to 50%, and more preferably 0.1 to 20%.
When the content of nanocarbon is less than 0.1%, the characteristics of nanocarbon are hardly reflected, so that desired characteristics cannot be obtained. In addition, when the content of nanocarbon exceeds 50%, the amount of aluminum decreases, so the bonding strength between the nanocarbons bonded by the aluminum that is the matrix is weakened, and the strength may be rapidly decreased. is there.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
（実施例１）
ＡｌＣｌ３とＥＭＩＣとをモル比で６６．７：３３．３となるように秤量し、撹拌しながら混合した。完全に溶融したものにＡｌ線を1週間以上浸す置換法によって精製した。これに、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ；チューブ直径１．２〜２０ｎｍ，チューブ長さ２〜５μｍ）を、０．１〜３０．０ｇ／Ｌ添加して、ＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材形成用めっき液を得た。
これを充分に撹拌しながら、定電流電解を行って、本例のＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材を得た。
Example 1
AlCl 3 and EMIC were weighed in a molar ratio of 66.7: 33.3 and mixed with stirring. It refine | purified by the substitution method which immerses Al wire for 1 week or more in the completely melted thing. To this, 0.1 to 30.0 g / L of multi-walled carbon nanotube (MWCNT; tube diameter 1.2 to 20 nm, tube length 2 to 5 μm) is added to obtain a plating solution for forming MWCNT / aluminum composite material. It was.
While this was sufficiently stirred, constant current electrolysis was performed to obtain the MWCNT / aluminum composite material of this example.
なお、めっき液の作製と電解操作は乾燥窒素雰囲気下で行った。また、定電流電解には２電極セルを用いて、カソードとしてＣｕ板（９９．９６％）を、アノードにＡｌ板（９９．９９％）を用いた。カソードの前処理として、エメリー紙（２０００番）による研磨の後、１０％ ｏ−ケイ酸ナトリウム水溶液で電解脱脂、１０ｖｏｌ％ＨＣｌによる酸処理を施した。電解条件は、浴温度３０℃、電流密度５、１０、２０、３０ｍＡ／ｃｍ２、電析電気量５０Ｃ／ｃｍ２とした。 The plating solution was prepared and electrolyzed in a dry nitrogen atmosphere. In addition, a two-electrode cell was used for constant current electrolysis, a Cu plate (99.96%) was used as the cathode, and an Al plate (99.99%) was used as the anode. As a pretreatment of the cathode, after polishing with emery paper (No. 2000), electrolytic degreasing with 10% o-sodium silicate aqueous solution and acid treatment with 10 vol% HCl were performed. The electrolysis conditions were a bath temperature of 30 ° C., a current density of 5, 10, 20, 30 mA / cm 2 and an electrodeposition amount of 50 C / cm 2 .
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ；ＪＯＥＬ，ＪＳＭ−６５００Ｆ＆ＨＩＴＡＣＨＩ，Ｓ−２６００Ｎ）を用いて、ＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材の表面状態を観察した。ＭＷＣＮＴがＡｌ析出物中に取り込まれていく様子が、実際に観察された。まず、ＭＷＣＮＴが電析物表面に吸着した直後、Ａｌの初期析出核（原子数として１〜１０万個程度）に取り押さえられている様子が観察された。ついで、ＭＷＣＮＴが、核から成長したＡｌ析出核に完全に取り込まれた様子が観察された。そして、ＭＷＣＮＴがほぼ完全にＡｌ析出物中に埋没した様子が観察された。
以上のことから、ＭＷＣＮＴが単分散の形でＡｌと共析することが明らかになった。
The surface state of the MWCNT / aluminum composite was observed using a scanning electron microscope (SEM; JOEL, JSM-6500F & HITACHI, S-2600N). It was actually observed that MWCNT was taken into the Al precipitate. First, immediately after MWCNT was adsorbed on the surface of the deposit, it was observed that the initial precipitation nuclei of Al (the number of atoms was about 1 to 100,000) were suppressed. Next, it was observed that MWCNT was completely taken into Al precipitation nuclei grown from the nuclei. And it was observed that MWCNT was almost completely buried in the Al precipitate.
From the above, it became clear that MWCNT co-deposited with Al in a monodispersed form.
次に、全有機炭素計（島津製作所製，ＴＯＣ−５０００Ａ）を用いて、得られたＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材中のＭＷＣＮＴの含有率を測定した結果、ＭＷＣＮＴの含有率は０．１〜２０％の範囲で含まれていることが分かった。
そこで、めっき液中のＭＷＣＮＴ添加量と、当該複合材のビッカース硬度の関係を調べた（図１参照。）。即ち、ＭＷＣＮＴの共析量の増加が当該複合材の硬度の上昇を予測させると考えて、半定量的に議論を進めることとする。また、ＭＷＣＮＴの添加量０ｇ／Ｌの場合に得たＡｌめっき膜の硬度を比較例とする。電流密度５、１０、２０、３０ｍＡ／ｃｍ２のいずれにおいても、Ａｌめっき膜の硬度は５０Ｈｖであった。図１に示すように、各電流密度において、浴中へのＭＷＣＮＴ添加量が増加するに伴い、複合材の硬度はＡｌめっき膜の硬度よりも増加した。金属中にナノ粒子が存在すると、一般的にその金属の硬度が上昇するといわれており、本例の複合材の強度が上昇したことから、ＭＷＣＮＴの共析が裏付けられた。なお、硬度測定には、ビッカース硬度計（アカシ，ＨＭ−１２４）を用いた。
Next, as a result of measuring the content of MWCNT in the obtained MWCNT / aluminum composite using a total organic carbon meter (manufactured by Shimadzu Corporation, TOC-5000A), the content of MWCNT was 0.1 to 20%. It was found to be included in the range.
Therefore, the relationship between the amount of MWCNT added in the plating solution and the Vickers hardness of the composite material was examined (see FIG. 1). That is, it is assumed that an increase in the amount of eutectoid of MWCNT predicts an increase in the hardness of the composite material, and discussion will be made semi-quantitatively. Further, the hardness of the Al plating film obtained when the amount of MWCNT added is 0 g / L is used as a comparative example. The hardness of the Al plating film was 50 Hv at any of current densities of 5, 10, 20, and 30 mA / cm 2 . As shown in FIG. 1, at each current density, as the amount of MWCNT added to the bath increased, the hardness of the composite increased more than the hardness of the Al plating film. It is said that the presence of nanoparticles in a metal generally increases the hardness of the metal, and the strength of the composite of this example increased, confirming the eutectoid of MWCNT. For the hardness measurement, a Vickers hardness meter (Akashi, HM-124) was used.
また、四端子法を用いて、本例の複合材の抵抗率を測定したところ、いずれの複合材の抵抗率もＡｌめっき膜のそれより低い値を示した。
以上の結果を踏まえて、その他のナノカーボン粒子について検討したところ、単層カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、フラーレン、カーボンブラック、アセチレンブラック又はケッチェンブラックにおいても同様な効果が得られたことから、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法及びこれに用いるめっき液の有用性が分かった。
Moreover, when the resistivity of the composite material of this example was measured using the four-terminal method, the resistivity of any composite material showed a value lower than that of the Al plating film.
Based on the above results, other nanocarbon particles were examined, and similar effects were obtained with single-walled carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, fullerenes, carbon black, acetylene black, or ketjen black. From the results, it was found that the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention, its production method, and the usefulness of the plating solution used therefor.
（実施例２）
所定量のＥＭＩＣとＭＷＣＮＴ（チューブ直径１．２〜２０ｎｍ，チューブ長さ２〜５μｍ）とを混合し、その混合物をＡｌＣｌ３と混合し、溶融した。めっき液中のＡｌＣｌ３とＥＭＩＣのモル比は６６．７：３３．３となるように設定し、ＭＷＣＮＴの添加量は０．１〜３０．０ｇ／Ｌとなるように設定して、ＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材形成用めっき液を得た。
これを充分に撹拌しながら、定電流電解を行って、実施例１と同様に本例のＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材を得た。なお、めっき液の作製と電解操作は乾燥窒素雰囲気下で行った。また、電解に用いた２電極セル、カソードの前処理およびその電解条件は、実施例１と同じにした。
(Example 2)
A predetermined amount of EMIC and MWCNT (tube diameter 1.2 to 20 nm, tube length 2 to 5 μm) were mixed, and the mixture was mixed with AlCl 3 and melted. The molar ratio of AlCl 3 and EMIC in the plating solution was set to 66.7: 33.3, and the amount of MWCNT added was set to be 0.1 to 30.0 g / L. A plating solution for forming an aluminum composite material was obtained.
While this was sufficiently stirred, constant current electrolysis was performed to obtain the MWCNT / aluminum composite material of this example in the same manner as in Example 1. The plating solution was prepared and electrolyzed in a dry nitrogen atmosphere. The two-electrode cell and cathode pretreatment used for electrolysis and the electrolysis conditions were the same as in Example 1.
ＳＥＭを用いて、ＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材の表面状態を観察したところ、実施例１と同様に、ＭＷＣＮＴが単分散の形でＡｌと共析することが明らかになった。 When the surface state of the MWCNT / aluminum composite was observed using SEM, it was revealed that MWCNT co-deposited with Al in a monodispersed form as in Example 1.
次に、全有機炭素計（島津製作所製，ＴＯＣ−５０００Ａ）を用いて、得られたＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材中のＭＷＣＮＴの含有率を測定した結果、ＭＷＣＮＴの含有率は０．１〜２０％の範囲で含まれていることが分かった。
そこで、めっき液中のＭＷＣＮＴ添加量と、当該複合材のビッカース硬度の関係を調べた（図２参照。）。実施例１と同様に、ＭＷＣＮＴの添加量０ｇ／Ｌの場合に得たＡｌめっき膜の硬度を比較例とした。図２に示すように、各電流密度において、浴中へのＭＷＣＮＴ添加量が増加するに伴い、複合材の硬度はＡｌめっき膜の硬度よりも増加した。金属中にナノ粒子が存在すると、一般的にその金属の硬度が上昇するといわれており、本例の複合材の強度が上昇したことから、ＭＷＣＮＴの共析が裏付けられた。なお、硬度測定には、ビッカース硬度計（アカシ，ＨＭ−１２４）を用いた。
Next, as a result of measuring the content of MWCNT in the obtained MWCNT / aluminum composite using a total organic carbon meter (manufactured by Shimadzu Corporation, TOC-5000A), the content of MWCNT was 0.1 to 20%. It was found to be included in the range.
Therefore, the relationship between the amount of MWCNT added in the plating solution and the Vickers hardness of the composite material was examined (see FIG. 2). As in Example 1, the hardness of the Al plating film obtained when the amount of MWCNT added was 0 g / L was used as a comparative example. As shown in FIG. 2, at each current density, as the amount of MWCNT added to the bath increased, the hardness of the composite increased more than the hardness of the Al plating film. It is said that the presence of nanoparticles in a metal generally increases the hardness of the metal, and the strength of the composite of this example increased, confirming the eutectoid of MWCNT. For the hardness measurement, a Vickers hardness meter (Akashi, HM-124) was used.
また、四端子法を用いて、本例の複合材の抵抗率を測定したところ、いずれの複合材の抵抗率もＡｌめっき膜のそれより低い値を示した。
以上の結果を踏まえて、その他のナノカーボン粒子について検討したところ、単層カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、フラーレン、カーボンブラック、アセチレンブラック又はケッチェンブラックにおいても同様な効果が得られたことから、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法及びこれに用いるめっき液の有用性が分かった。
Moreover, when the resistivity of the composite material of this example was measured using the four-terminal method, the resistivity of any composite material showed a value lower than that of the Al plating film.
Based on the above results, other nanocarbon particles were examined, and similar effects were obtained with single-walled carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, fullerenes, carbon black, acetylene black, or ketjen black. From the results, it was found that the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention, its production method, and the usefulness of the plating solution used therefor.
（実施例３）
所定量のＥＭＩＣとＭＷＣＮＴ（チューブ直径１．２〜２０ｎｍ，チューブ長さ２〜５μｍ）とを混合し、その混合物をＡｌＣｌ３−ＥＭＩＣ溶融塩と混合した。めっき液中のＡｌＣｌ３−ＥＭＩＣのモル比は６６．７：３３．３となるように設定し、ＭＷＣＮＴの添加量は０．１〜３０．０ｇ／Ｌとなるように設定して、ＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材形成用めっき液を得た。
これを充分に撹拌しながら、定電流電解を行って、実施例１と同様に本例のＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材を得た。なお、めっき液の作製と電解操作は乾燥窒素雰囲気下で行った。また、電解に用いた２電極セル、カソードの前処理およびその電解条件は、実施例１と同じにした。
(Example 3)
A predetermined amount of EMIC and MWCNT (tube diameter 1.2 to 20 nm, tube length 2 to 5 μm) were mixed, and the mixture was mixed with AlCl 3 -EMIC molten salt. The molar ratio of AlCl 3 -EMIC in the plating solution was set to be 66.7: 33.3, and the addition amount of MWCNT was set to be 0.1 to 30.0 g / L. A plating solution for forming an aluminum composite material was obtained.
While this was sufficiently stirred, constant current electrolysis was performed to obtain the MWCNT / aluminum composite material of this example in the same manner as in Example 1. The plating solution was prepared and electrolyzed in a dry nitrogen atmosphere. The two-electrode cell and cathode pretreatment used for electrolysis and the electrolysis conditions were the same as in Example 1.
ＳＥＭを用いて、ＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材の表面状態を観察したところ、実施例１と同様に、ＭＷＣＮＴが単分散の形でＡｌと共析することが明らかになった。 When the surface state of the MWCNT / aluminum composite was observed using SEM, it was revealed that MWCNT co-deposited with Al in a monodispersed form as in Example 1.
次に、全有機炭素計（島津製作所製，ＴＯＣ−５０００Ａ）を用いて、得られたＭＷＣＮＴ／アルミニウム複合材中のＭＷＣＮＴの含有率を測定した結果、ＭＷＣＮＴの含有率は０．１〜２０％の範囲で含まれていることが分かった。
そこで、めっき液中のＭＷＣＮＴ添加量と、当該複合材のビッカース硬度の関係を調べた（図３参照。）。実施例１と同様に、ＭＷＣＮＴの添加量０ｇ／Ｌの場合に得たＡｌめっき膜の硬度を比較例とした。図３に示すように、各電流密度において、浴中へのＭＷＣＮＴ添加量が増加するに伴い、複合材の硬度はＡｌめっき膜の硬度よりも増加した。金属中にナノ粒子が存在すると、一般的にその金属の硬度が上昇するといわれており、本例の複合材の強度が上昇したことから、ＭＷＣＮＴの共析が裏付けられた。なお、硬度測定には、ビッカース硬度計（アカシ，ＨＭ−１２４）を用いた。
Next, as a result of measuring the content of MWCNT in the obtained MWCNT / aluminum composite using a total organic carbon meter (manufactured by Shimadzu Corporation, TOC-5000A), the content of MWCNT was 0.1 to 20%. It was found to be included in the range.
Therefore, the relationship between the amount of MWCNT added in the plating solution and the Vickers hardness of the composite material was examined (see FIG. 3). As in Example 1, the hardness of the Al plating film obtained when the amount of MWCNT added was 0 g / L was used as a comparative example. As shown in FIG. 3, at each current density, as the amount of MWCNT added to the bath increased, the hardness of the composite increased more than the hardness of the Al plating film. It is said that the presence of nanoparticles in a metal generally increases the hardness of the metal, and the strength of the composite of this example increased, confirming the eutectoid of MWCNT. For the hardness measurement, a Vickers hardness meter (Akashi, HM-124) was used.
また、四端子法を用いて、本例の複合材の抵抗率を測定したところ、いずれの複合材の抵抗率もＡｌめっき膜のそれより低い値を示した。
以上の結果を踏まえて、その他のナノカーボン粒子について検討したところ、単層カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、フラーレン、カーボンブラック、アセチレンブラック又はケッチェンブラックにおいても同様な効果が得られたことから、本発明のナノカーボン／アルミニウム複合材、その製造方法及びこれに用いるめっき液の有用性が分かった。
Moreover, when the resistivity of the composite material of this example was measured using the four-terminal method, the resistivity of any composite material showed a value lower than that of the Al plating film.
Based on the above results, other nanocarbon particles were examined, and similar effects were obtained with single-walled carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, fullerenes, carbon black, acetylene black, or ketjen black. From the results, it was found that the nanocarbon / aluminum composite material of the present invention, its production method, and the usefulness of the plating solution used therefor.
Claims (9)
上記アルミニウムハロゲン化物と、上記１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／又は上記モノアルキルピリジニウムハロゲン化物とをモル比で２０：８０〜８０：２０の割合で含有し、
上記１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物は、炭素数１〜１２のアルキル基を有し、
上記モノアルキルピリジニウムハロゲン化物は、炭素数１〜１２のアルキル基を有することを特徴とするナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液。 A plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material containing aluminum halide, nanocarbon, 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkylpyridinium halide,
Containing the aluminum halide, the 1,3-dialkylimidazolium halide and / or the monoalkylpyridinium halide in a molar ratio of 20:80 to 80:20,
The 1,3-dialkylimidazolium halide has an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
The said monoalkyl pyridinium halide has a C1-C12 alkyl group, The plating solution for nanocarbon / aluminum composite material formation characterized by the above-mentioned.
アルミニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物と１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／若しくはモノアルキルピリジニウムハロゲン化物とを混合し、溶融するか又は１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／若しくはモノアルキルピリジニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物とアルミニウムハロゲン化物とを混合し、溶融することを特徴とするナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の製造方法。 In producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to any one of claims 1 to 4,
Mixing aluminum halide and nanocarbon, then mixing the resulting mixture with 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkylpyridinium halide and melting or 1,3-dialkylimidazole Plating for forming a nanocarbon / aluminum composite material, characterized in that a lithium halide and / or monoalkylpyridinium halide and nanocarbon are mixed, and then the resulting mixture and aluminum halide are mixed and melted. Liquid manufacturing method.
アルミニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合するか又は１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／又はモノアルキルピリジニウムハロゲン化物とナノカーボンとを混合し、次いで、得られた混合物と、アルミニウムハロゲン化物並びに１，３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び／又はモノアルキルピリジニウムハロゲン化物を含有する溶融塩とを混合することを特徴とするナノカーボン／アルミニウム複合材形成用めっき液の製造方法。 In producing the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to any one of claims 1 to 4,
Mix aluminum halide and nanocarbon or mix 1,3-dialkylimidazolium halide and / or monoalkylpyridinium halide and nanocarbon, then mix the resulting mixture with aluminum halide and 1 , 3-dialkylimidazolium halide and / or a molten salt containing a monoalkylpyridinium halide is mixed, and a method for producing a plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite material.
乾燥無酸素雰囲気中、直流及び／又はパルス電流により、浴温０〜３００℃、電流密度０．０１〜５０Ａ／ｄｍ２の電解条件で基材表面にめっきすることを特徴とするナノカーボン／アルミニウム複合材の製造方法。 A method for producing a nanocarbon / aluminum composite using the plating solution for forming a nanocarbon / aluminum composite according to any one of claims 1 to 4,
Nanocarbon / aluminum, which is plated on a substrate surface in a dry oxygen-free atmosphere by direct current and / or pulse current under electrolysis conditions of a bath temperature of 0 to 300 ° C. and a current density of 0.01 to 50 A / dm 2 A method of manufacturing a composite material.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179871A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Totoku Electric Co Ltd | Fullerene composite plated wire, method of manufacturing same and fullerene composite-plated enameled wire |
| EP2072635A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-06-24 | Sungkyunkwan University Foundation for Corporate Collaboration | Encapsulation of carbon material within aluminum |
| EP2077339A2 (en) | 2008-01-04 | 2009-07-08 | Sungkyunkwan University Foundation for Corporate Collaboration | Method for Efficient AL-C Covalent Bond Formation between Aluminum and Carbon Material |
| KR100907804B1 (en) * | 2007-04-26 | 2009-07-16 | 주식회사 대유신소재 | Apparatus and method for aluminum plating of carbon materials using electroplating |
| WO2011059023A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-19 | 日立金属株式会社 | Aluminum foil which supports carbonaceous particles scattered thereon |
| WO2012091139A1 (en) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Carbon nanotube metal composite material and production method for same |
| US10017389B2 (en) | 2013-07-22 | 2018-07-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | CNT metal composite material, and method for producing same |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0715258D0 (en) * | 2007-08-06 | 2007-09-12 | Univ Leuven Kath | Deposition from ionic liquids |
| DE102009035660A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | Ewald Dörken Ag | Process for the electrochemical coating of a workpiece |
| CN102041543B (en) * | 2009-10-20 | 2012-10-10 | 宝山钢铁股份有限公司 | Preparation method of fullerene/metal composite film on metal surface |
| ITRM20130146A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-13 | Stefano Guarino | ELECTROPOSITION ON METAL FOAMS |
| US20160108534A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Ut-Battelle, Llc | Aluminum deposition devices and their use in spot electroplating of aluminum |
| CN104726924A (en) * | 2015-03-25 | 2015-06-24 | 西南石油大学 | Nickel-tungsten multi-walled carbon nanotube (MWCNT) composite plating solution, plated film and preparation method thereof |
| CN107164660A (en) * | 2017-04-18 | 2017-09-15 | 中北大学 | A kind of C60Reinforced Al matrix composite and preparation method thereof |
| CN107313102B (en) * | 2017-07-03 | 2019-02-26 | 鄂尔多斯市紫荆创新研究院 | A kind of preparation method of aluminium base graphene, carbon nanotube composite heat dissipation material |
| WO2020018553A1 (en) | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Rochester Institute Of Technology | Method of site-specific deposition onto a free-standing carbon article |
| US20210156041A1 (en) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Metallic coating and method of application |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0445298A (en) * | 1990-06-11 | 1992-02-14 | Nisshin Steel Co Ltd | Aluminum electroplating bath |
| JP2004076031A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Plating bath for electroplating and plating bath for composite plating, and their production method |
| JP4032116B2 (en) * | 2002-11-01 | 2008-01-16 | 国立大学法人信州大学 | Electronic component and manufacturing method thereof |
-
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179871A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Totoku Electric Co Ltd | Fullerene composite plated wire, method of manufacturing same and fullerene composite-plated enameled wire |
| KR100907804B1 (en) * | 2007-04-26 | 2009-07-16 | 주식회사 대유신소재 | Apparatus and method for aluminum plating of carbon materials using electroplating |
| EP2072635A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-06-24 | Sungkyunkwan University Foundation for Corporate Collaboration | Encapsulation of carbon material within aluminum |
| EP2077339A2 (en) | 2008-01-04 | 2009-07-08 | Sungkyunkwan University Foundation for Corporate Collaboration | Method for Efficient AL-C Covalent Bond Formation between Aluminum and Carbon Material |
| KR100907334B1 (en) * | 2008-01-04 | 2009-07-13 | 성균관대학교산학협력단 | Method of covalent bond formation between aluminum and carbon materials, method of preparing aluminum and carbon materials composite and aluminum and carbon materials composite prepared by the same |
| JP5527328B2 (en) * | 2009-11-11 | 2014-06-18 | 日立金属株式会社 | Aluminum foil in which carbonaceous particles are dispersed and supported |
| CN102668199A (en) * | 2009-11-11 | 2012-09-12 | 日立金属株式会社 | Aluminum foil which supports carbonaceous particles scattered thereon |
| JPWO2011059023A1 (en) * | 2009-11-11 | 2013-04-04 | 日立金属株式会社 | Aluminum foil in which carbonaceous particles are dispersed and supported |
| WO2011059023A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-19 | 日立金属株式会社 | Aluminum foil which supports carbonaceous particles scattered thereon |
| US9514887B2 (en) | 2009-11-11 | 2016-12-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Aluminum foil with carbonaceous particles dispersed and supported therein |
| KR101779227B1 (en) * | 2009-11-11 | 2017-09-18 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | Aluminum foil which supports carbonaceous particles scattered thereon |
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